基于大學(xué)生科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)的工程訓(xùn)練教學(xué)改革研究與實(shí)踐

廖維奇 魏德強(qiáng) 黃嫦娥 劉建偉 王喜社 呂汝金

摘要：本文主要闡述了桂林電子科技大學(xué)機(jī)電綜合工程訓(xùn)練中心在機(jī)械工程訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)改革過(guò)程中的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)教學(xué)體系、教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的不斷改進(jìn)和完善，促進(jìn)學(xué)生科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和提高。

關(guān)鍵詞：教學(xué)體系;教學(xué)模式;教學(xué)內(nèi)容;科技創(chuàng)新能力

中圖分類號(hào)：G642.41 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1674-9324（2016）43-0099-02

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展和教育改革的不斷深入，為適應(yīng)工業(yè)界對(duì)具有實(shí)踐性、創(chuàng)造性等綜合能力強(qiáng)、素質(zhì)高的工程技術(shù)人才的迫切需要，我國(guó)高等教育正在逐步實(shí)現(xiàn)由傳統(tǒng)的應(yīng)試教育向現(xiàn)代的綜合創(chuàng)新型素質(zhì)教育轉(zhuǎn)化。工程訓(xùn)練作為學(xué)生實(shí)踐能力的教育培養(yǎng)體系，其內(nèi)涵也從傳統(tǒng)的“學(xué)習(xí)工藝知識(shí)、提高動(dòng)手能力”朝著“增強(qiáng)工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力”方向發(fā)展。為此，必須完善機(jī)械工程訓(xùn)練教學(xué)體系，建立與之相適應(yīng)的教學(xué)模式，將工程訓(xùn)練內(nèi)容與培養(yǎng)學(xué)生科技創(chuàng)新能力相結(jié)合，改革工程訓(xùn)練教學(xué)方法，為國(guó)家培養(yǎng)更多、更優(yōu)秀的創(chuàng)新應(yīng)用型人才奠定基礎(chǔ)。

一、完善機(jī)械工程訓(xùn)練教學(xué)體系

1.教學(xué)體系。根據(jù)不同專業(yè)和年級(jí)，將機(jī)械工程訓(xùn)練分成工程認(rèn)知實(shí)習(xí)、工程基礎(chǔ)訓(xùn)練、工程強(qiáng)化訓(xùn)練、工程綜合訓(xùn)練4個(gè)不同階段來(lái)進(jìn)行，讓工程訓(xùn)練貫穿學(xué)生的整個(gè)大學(xué)階段，形成多層次、遞進(jìn)式的實(shí)踐教學(xué)體系，并采取“基礎(chǔ)訓(xùn)練+項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”的教學(xué)模式，促進(jìn)學(xué)生科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和提高。

2.教學(xué)內(nèi)容。在原有實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，增加激光加工、數(shù)控沖等新的教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)為了滿足部分學(xué)生的興趣愛(ài)好，增加《特種加工》、《數(shù)控技術(shù)加工》、《鈑金加工》、《綜合實(shí)訓(xùn)》等通識(shí)教育課程，拓寬學(xué)生的工程視野。在項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)中，由學(xué)生自命題進(jìn)行創(chuàng)意設(shè)計(jì)訓(xùn)練，自行設(shè)計(jì)，自己編程、建模、加工，最后完成作品，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和能力。

3.教學(xué)方法。改變傳統(tǒng)的教學(xué)方法，從以教師為中心轉(zhuǎn)為以學(xué)生為中心，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性，大力提倡啟發(fā)式、討論式的教學(xué)方法。改變?cè)小傲慵a(chǎn)”的教學(xué)模式，革新為“工程產(chǎn)品”教學(xué)模式，在工程綜合訓(xùn)練教學(xué)中鼓勵(lì)學(xué)生自行設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和能力。為學(xué)生營(yíng)造一種真實(shí)的工程氛圍，同時(shí)通過(guò)訓(xùn)練過(guò)程中的合作，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神和群體合作能力及組織、管理能力?；诮鸸?shí)習(xí)原有的“師傅帶徒弟”式教學(xué)方法，拓展多媒體教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、綜合訓(xùn)練、創(chuàng)新設(shè)計(jì)、自命題創(chuàng)意等多方位的教學(xué)方法。

4.教學(xué)效果。中心不斷地通過(guò)對(duì)工程訓(xùn)練教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的改革與完善，培養(yǎng)了學(xué)生的工程意識(shí)和團(tuán)結(jié)協(xié)作精神，增強(qiáng)了學(xué)生的工程實(shí)踐能力和科技創(chuàng)新能力，改變了之前以培養(yǎng)學(xué)生基本操作技能為主的培養(yǎng)目標(biāo)，也取得了較好的教學(xué)效果。近幾年，學(xué)生在各項(xiàng)比賽中也取得了優(yōu)異的成績(jī)。

二、“基礎(chǔ)訓(xùn)練+項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”訓(xùn)練模式和“集中+開(kāi)放”教學(xué)方式

傳統(tǒng)的金工實(shí)習(xí)主要以各種獨(dú)立的訓(xùn)練項(xiàng)目，如車工、銑工、鉗工等為教學(xué)內(nèi)容，缺乏各訓(xùn)練項(xiàng)目間的相互銜接，雖然學(xué)生的動(dòng)手能力和工藝知識(shí)得到了一定的提高，但缺乏對(duì)工程項(xiàng)目生產(chǎn)流程、工藝技術(shù)等內(nèi)容的整體認(rèn)識(shí)，大大限制了學(xué)生的科技創(chuàng)新意識(shí)和工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。中心采取“基礎(chǔ)訓(xùn)練+項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”的新工程訓(xùn)練模式，以工程項(xiàng)目完整的操作流程為教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行訓(xùn)練，通過(guò)項(xiàng)目訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力。由于學(xué)生實(shí)習(xí)時(shí)間有限，為了保證該訓(xùn)練模式的順利進(jìn)行，中心采用“集中+開(kāi)放”的教學(xué)方式?！凹小庇?xùn)練（14天），主要完成車、銑、刨、磨、鉗、焊接、數(shù)控車、數(shù)控銑、加工中心、特種加工等所有實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的集中學(xué)習(xí)和操作;“開(kāi)放”訓(xùn)練（15天），每批次學(xué)生按照5～6人/組自由組隊(duì)，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)提出一種基于工程目標(biāo)的綜合創(chuàng)新作品的設(shè)計(jì)方案，通過(guò)指導(dǎo)教師組的審核即可開(kāi)始創(chuàng)新作品的加工、裝配、調(diào)試、檢測(cè)等內(nèi)容。在此過(guò)程中，學(xué)生根據(jù)個(gè)人需求自由預(yù)約開(kāi)放時(shí)間。為了防止開(kāi)放過(guò)程中學(xué)生實(shí)習(xí)時(shí)間“偷工減料”的現(xiàn)象，要求對(duì)每位學(xué)生的開(kāi)放時(shí)間不少于40學(xué)時(shí)?！盎A(chǔ)訓(xùn)練+項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”工程訓(xùn)練模式實(shí)現(xiàn)了四個(gè)轉(zhuǎn)變：從傳統(tǒng)金工重技能向現(xiàn)代工程訓(xùn)練重工程能力的轉(zhuǎn)變、從按部就班向自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)變、從單工種獨(dú)立訓(xùn)練向多工種交叉綜合創(chuàng)新訓(xùn)練的轉(zhuǎn)變、從個(gè)體能力培養(yǎng)向團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力培養(yǎng)模式的轉(zhuǎn)變。

三、學(xué)生科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和學(xué)生個(gè)性的發(fā)展密切相關(guān)，要愛(ài)護(hù)和培養(yǎng)學(xué)生的好奇心、求知欲，因此中心開(kāi)設(shè)了《特種加工》、《數(shù)控技術(shù)加工》、《鈑金加工》、《機(jī)械綜合創(chuàng)新設(shè)計(jì)》等通識(shí)課程，以滿足學(xué)生學(xué)習(xí)的個(gè)性化需求，幫助學(xué)生自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考，保護(hù)學(xué)生的探索精神、創(chuàng)新思維，營(yíng)造崇尚真知、追求真理的氛圍，為學(xué)生的稟賦和潛能的充分開(kāi)發(fā)創(chuàng)造一種寬松的環(huán)境。通過(guò)組織有針對(duì)性的訓(xùn)練，大大提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力，使學(xué)生由“僅僅有所知”變?yōu)椤吧心苡兴鶠椤?，從而促進(jìn)學(xué)生知識(shí)向能力的高效轉(zhuǎn)化，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維的固化。

通過(guò)組織學(xué)生以項(xiàng)目的形式參與導(dǎo)師制、各級(jí)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)制造大賽等方式，讓學(xué)生在“做”中學(xué)，開(kāi)拓創(chuàng)新，并為他們提供科技創(chuàng)新所需的場(chǎng)地、器材、輔導(dǎo)師資等科技創(chuàng)新環(huán)境;讓學(xué)生感受、理解知識(shí)產(chǎn)生和發(fā)展的過(guò)程，培養(yǎng)科學(xué)精神和創(chuàng)新思維，重視培養(yǎng)收集處理信息的能力、獲取新知識(shí)的能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力、語(yǔ)言文字表達(dá)及團(tuán)結(jié)協(xié)作和社會(huì)活動(dòng)的能力。

為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新能力，中心成立了工程訓(xùn)練創(chuàng)新基地和桂翎車隊(duì)兩個(gè)科技創(chuàng)新組織，搭建了全國(guó)大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽廣西競(jìng)賽和廣西高校大學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)與制作大賽兩個(gè)平臺(tái)，專門為學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐、科技制作、畢業(yè)設(shè)計(jì)及個(gè)人業(yè)余學(xué)習(xí)提供全方位服務(wù)。科技創(chuàng)新組織形成“以競(jìng)賽為主線，以學(xué)科為依托，導(dǎo)師指導(dǎo)、學(xué)生自我管理相結(jié)合”的管理模式，學(xué)生按“自愿報(bào)名—基礎(chǔ)理論與實(shí)踐培訓(xùn)—賽前強(qiáng)化培訓(xùn)—競(jìng)賽—科研訓(xùn)練”的流程進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，逐漸成為廣西區(qū)內(nèi)具有較大影響力的工程訓(xùn)練創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)。

四、加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)

為了提高機(jī)械工程訓(xùn)練的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，各項(xiàng)目的訓(xùn)練實(shí)行指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)制，在骨干教師和老教師傳幫帶的作用下，已經(jīng)建立起一支業(yè)務(wù)精良、技術(shù)精湛的實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師隊(duì)伍。同時(shí)，鼓勵(lì)教師多次參與技能培訓(xùn)。中心于2015年引進(jìn)了兩名研究生，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生科技創(chuàng)新的理論指導(dǎo)，使得中心教師的知識(shí)結(jié)構(gòu)、學(xué)歷結(jié)構(gòu)和年齡結(jié)構(gòu)有了很大的改善，更趨合理，從源頭上保障師資隊(duì)伍的高水平，為學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供了師資保障。

五、小結(jié)

工程訓(xùn)練教學(xué)改革研究，正處在探索和嘗試階段，到目前為止，并沒(méi)有成功的經(jīng)驗(yàn)可尋。通過(guò)工程訓(xùn)練教學(xué)改革的實(shí)踐，我們總結(jié)出了以下幾點(diǎn)體會(huì)：（1）改變?cè)小傲慵a(chǎn)”的教學(xué)模式，革新為“工程產(chǎn)品”教學(xué)模式，鼓勵(lì)學(xué)生自行設(shè)計(jì)，自己編程、建模、加工、裝配、調(diào)試，最后完成作品，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和工程實(shí)踐能力。（2）工程訓(xùn)練基地在提供正常教學(xué)服務(wù)的同時(shí)，還為學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐、科技制作、畢業(yè)設(shè)計(jì)及個(gè)人業(yè)余學(xué)習(xí)提供全方位服務(wù)，即實(shí)施全方位、開(kāi)放式的工程訓(xùn)練教學(xué)模式，最大程度地利用工程訓(xùn)練中心的資源。（3）為學(xué)生提供科技創(chuàng)新所需的場(chǎng)地、器材、輔導(dǎo)師資，組織學(xué)生以項(xiàng)目的形式參與制作機(jī)械創(chuàng)新產(chǎn)品，積極參加各級(jí)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)制作大賽，讓學(xué)生在“做中學(xué)、學(xué)中創(chuàng)”。在此基礎(chǔ)上，建立起一支業(yè)務(wù)精良、技術(shù)精湛的實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師隊(duì)伍，為學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供師資保障。

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Sdudy and Practice of the Teaching Reform of Engineering Training Based on Cultivateing the Students Innovation Ability

LIAO Wei-qi，WEI De-qiang，HUANG Chang-e，LIU Jian-wei，WANG Xi-she，LV Ru-jin

（Guilin University of Electronic Technology，Guilin，Guangxi 541004，China）

Abstract：This paper elaborates practical experience of the Mechanical and Electrical Engineering Training Center of Guilin University of Electronic Technology in the processing of mechanical engineering practice teaching reform. Through adjusting of teaching system，improving teaching modeling，renewing teaching content and improving teaching methods，it has been trained and promoted the students' scientific and technological innovation ability.

Key words：Teaching system;Teaching modeling;Teaching content;Scientific and technological innovation ability